(57)【要約】【課題】２軸、３軸方向の加速度も単一の加速度スイッチで感度よく検出する。【解決手段】加速度スイッチ１０１は、質量体１１１と、加速度を受けたときに質量体１１１にかかる慣性力により撓み、この撓みがない状態ではその軸方向が同一平面上で曲線をなしている梁１１２，１１３とを備えている。複数組の接点１３１〜１４６は、導電性を有し、一方が質量体１１１表面に、他方が質量体１１１の周囲に配置された固定導体１１８に設けられて一対をなし、この一対は質量体１１１の変位により互いに接触する。【選択図】図１
2006344573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量体と、
前記質量体を支持し、加速度を受けたときに前記質量体にかかる慣性力により撓み、この撓みがない状態ではその軸方向が同一平面上で曲線をなしている梁と、
導電性を有し、一方が前記質量体の表面に他方が前記質量体の近傍に配置された部材に設けられて一対をなし、この一対が前記梁の撓みにより互いに接触する複数組の接点と、
を備えている加速度スイッチ。
【請求項２】
前記複数組の接点は、空間上に互いに直交する所定のＸＹＺ座標軸を設定したときに、前記質量体が前記各軸方向の正の向き、負の向きの各向きに変位したときにそれぞれ対応しているものを少なくとも１つずつ備えている、請求項１に記載の加速度スイッチ。
【請求項３】
前記複数組の接点は、
少なくともいずれか２つは、Ｚ軸方向の正の向き若しくは負の向き又はＹ軸方向の正の向き若しくは負の向きの加速度を検出するための接点であって、Ｘ軸を挟んだ両側に配置されており、
少なくともいずれか２つは、Ｚ軸方向の正の向き若しくは負の向き又はＸ軸方向の正の向き若しくは負の向きの加速度を検出するための接点であって、Ｙ軸を挟んだ両側に配置されており、
少なくともいずれか２つは、Ｘ軸方向の正の向き若しくは負の向き又はＹ軸方向の正の向き若しくは負の向きの加速度を検出するための接点であって、Ｚ軸を挟んだ両側に配置されている、
請求項２に記載の加速度スイッチ。
【請求項４】
前記複数組の接点は並列接続されている、請求項１〜３のいずれかの一項に記載の加速度スイッチ。
【請求項５】
前記複数組の接点は互いに絶縁されている、請求項１〜３のいずれかの一項に記載の加速度スイッチ。
【請求項６】
前記梁は片持ち梁である、請求項１〜５のいずれかの一項に記載の加速度スイッチ。
【請求項７】
前記梁は両持ち梁である、請求項１〜５のいずれかの一項に記載の加速度スイッチ。
【請求項８】
重ね合わされた複数枚の基板を備え、
前記質量体及び前記梁は前記複数枚の基板のうちのいずれかの一枚に形成されていて、
前記複数枚の基板のうちの少なくとも一枚には、
当該基板をその厚さ方向に貫通する穴と、
前記穴に充填され当該穴が設けられた前記基板の両面間を電気的に接続している導電性材料と、
が設けられている、
請求項１〜７のいずれかの一項に記載の加速度スイッチ。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかの一項に記載の加速度スイッチと、
前記加速度スイッチの出力する検出信号が入力され、この検出信号に応じた所定の動作を行う回路と、
を備えている電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度スイッチ及び加速度スイッチを備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
重錘に加わる加速度により、当該重錘に接続された片持ち梁あるいは両持ち梁が変位し、この変位を光、インダクタンス、キャパシタンス、抵抗値等の変化を利用して計測する従来の加速度センサ、振動センサでは、これらセンサを動作させるために電力を消費する。そして、この消費電力は、センサによる計測動作を必要となる時間帯以外でも待機電力として費やされるため、従来の加速度センサ等では消費電力が大きいという不具合がある。
【０００３】
また、金属球を用いた「ころがり球式振動センサ」では、金属球が固定されていないため、通常状態で接点が閉（通常状態で接点が閉であることを「ノーマリークローズ」と呼び、「ＮＣ」の記号を用いる）となってしまい、やはり消費電力が大きいという問題がある。
【０００４】
そこで、金属球を磁性材料とし、外部磁界で金属球を浮上させた「磁石吸着球式振動センサ」が提案されている。この「磁石吸着球式振動センサ」は、金属球が磁石で固定されているため、通常状態で接点が開（通常状態で接点が閉であることを「ノーマリーオープン」と呼び、「ＮＯ」の記号を用いる）とできるので、通常状態で消費電力をゼロにし、消費電力を低減することが出来る。
【０００５】
しかし、「ころがり球式振動センサ」は、近傍に電動モーター等が存在すると誤動作を起し、さらに全ての方向の振動を検出することが出来ないという不具合がある。
【０００６】
そこで、これらの加速度センサ、振動センサの上述の不具合を解消するものとして「半導体加速度スイッチ」が知られている（特許文献１〜３などを参照）。
【０００７】
「半導体加速度スイッチ」は単純に重錘に加わる加速度により重錘に接続された片持ちあるいは両持ち梁が変位し、この変位の発生を接点の開閉動作で計測するものである。このような原理のため、「半導体加速度スイッチ」は消費電力をゼロにすることができ、磁場や電場の影響も受け難いという利点を備えている。
【特許文献１】特開２０００−６５８５５号公報
【特許文献２】特開２０００−０６５８５６号公報
【特許文献３】特開２００２−２２７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の「半導体加速度スイッチ」は、自動車用エアバックの制御用のものであるため、１軸方向のみの振動及び加速度だけしか検出することができない。
【０００９】
このため、例えば、いずれかの方向の振動が発生し、あるいは加速度が加わったことを条件に小型の負荷に通電するような用途（具体的には、小型のカードにＩＣ回路を搭載し、このカードにいずれかの方向の振動あるいは加速度が加わったことを当該カードに搭載された加速度スイッチで検出して、ＩＣ回路に通電する場合など）のためには、従来の「半導体加速度スイッチ」は、振動あるいは加速度を必ずしも検出することができないため、使用することができないという不具合があった。
【００１０】
本発明の目的は、２軸方向や３軸方向の加速度を受けても、加速度を受けたことを単一の加速度スイッチで感度よく検出することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、質量体と、前記質量体を支持し、加速度を受けたときに前記質量体にかかる慣性力により撓み、この撓みがない状態ではその軸方向が同一平面上で曲線をなしている梁と、導電性を有し、一方が前記質量体の表面に他方が前記質量体の近傍に配置された部材に設けられて一対をなし、この一対が前記梁の撓みにより互いに接触する複数組の接点と、を備えている加速度スイッチである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、質量体を支持している梁の軸方向が同一平面状で曲線をなしているので、単一の加速度スイッチにより、２軸方向や３軸方向の加速度も感度よく検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の一形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
［加速度スイッチの構成と動作］
まず、本実施形態の加速度スイッチの構成と動作について説明する。
【００１５】
図１は本実施形態の加速度スイッチ１０１の構成を説明する上面側から見た斜視図であり、図２は底面側から見た斜視図であり、図３は図１のIII−III切断断面図である。
【００１６】
図１〜図３に示すように、加速度スイッチ１０１は、上から第１基板１０２、第２基板１０３、第３基板１０４が積層されて構成される（ただし、図１において第１基板１０２、図２において第３基板１０４の図示は省略している）。第３基板１０４は絶縁性材料で形成され、第１基板１０２、第２基板１０３は導電性材料で形成されている。
【００１７】
第２基板１０３の中央部分には板厚方向を貫通して形成された一連の溝１１５が形成されている。これにより、質量体１１１と、質量体１１１に一端が連結された梁１１２と、梁１１２の他端に一端が連結された梁１１３と、梁１１３の他端に連結され、質量体１１１並びに梁１１２及び１１３を支持する支持柱１１４とが形成されている一連の中央構造体１１６と、この中央構造体１１６を取り囲むように配置される枠体１１７とが形成されている。枠体１１７と、これに接して積層されている第１基板１０２と、後述のパッド１２３と、スルーホール１２１とをあわせて固定導体１１８と呼ぶことにする。また、中央構造体１１６とパッド１２４と、スルーホール１２２とをあわせて移動導体１１９と呼ぶことにする。
【００１８】
梁１１２及び１１３は、可撓性を有していて、加速度スイッチ１０１がある程度以上の加速度を受けたときは支持柱１１４に対して質量体１１１が変位する。今、空間上に互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を想定する。この例では、図１〜図３に示すように、Ｘ軸は加速度スイッチ１０１の短手方向、Ｙ軸は加速度スイッチ１０１の長手方向、Ｚ軸は板厚方向である。そして、たとえば、梁１１２の長さ方向はＹ軸方向、梁１１３の長さ方向はＸ軸方向で、互いに直交している。そのため、梁１１２はＸ軸方向及びＺ軸方向に撓むことができ、梁１１３はＹ軸方向及びＺ軸方向に撓むことができる。これにより、加速度を受けたときには、梁１１２及び１１３は質量体１１１にかかる慣性力により撓み、全方向に変位自在である。また、梁１１２及び１１３からなる梁は、質量体１１１にかかる慣性力により撓んでいないときは、その軸方向が同一平面状で曲線をなしている。具体的には、本例では、梁１１２の軸方向と梁１１３の軸方向とがＸＹ平面状で直角をなしている。
【００１９】
第３基板１０４にはスルーホール１２１，１２２が設けられていて、スルーホール１２１を介して枠体１１７や電極１２４と電気的に接続する導電性のパッド１２３と、スルーホール１２２を介して中央構造体１１６や電極１２５と電気的に接続する導電性のパッド１２４とが設けられている。
【００２０】
質量体１１１の固定導体１１８と対峙する表面又は質量体１１１と対峙する固定導体１１８の内周面には、突起１３１〜１４２が形成されている。加速度スイッチ１０１が加速度を受けて質量体１１１が任意の方向に変位すると、質量体１１１のいずれかの位置と固定導体１１８のいずれかの位置とが接触する。この質量体１１１と、この質量体１１１の周囲に配置された構造体となる固定導体１１８との接触位置とは、一対の導電性の接点となる。この接触位置は質量体１１１の変位により複数個所存在するので、一対の接点も複数組設けられていることになる。その一対の接点の質量体１１１側又は固定導体１１８側の位置には前述の突起１３１〜１４６が設けられている。以下では、この突起１３１〜１４６と同一符号を付して、前述の複数組の接点を接点１３１〜１４６と呼ぶ。
【００２１】
このように、いずれかの接点１３１〜１４６を介して固定導体１１８と移動導体１１９とが接触するので、ハンダ付けパッド、ワイヤーボンディングパッドなどであるパッド１２３、パッド１２４にそれぞれ電源のプラス側端子、マイナス側端子を接続すれば、いずれかの接点１３１〜１４６を介して固定導体１１８と移動導体１１９とが接触したときにのみ電流が流れ、加速度スイッチ１０１は加速度を検知したときのみ閉じて電流を流すスイッチとして機能する。
【００２２】
具体的には、Ｘ方向正の向きに加速度を受けたときは梁１１２が撓み、質量体１１１と接点１３１，１３２とが接触して電流が流れる。また、Ｘ方向負の向きに加速度を受けたときは梁１１２が撓み、質量体１１１と接点１３３，１３４とが接触して電流が流れる。
【００２３】
同様に、Ｙ方向正の向きに加速度を受けたときは梁１１３が撓み、質量体１１１と接点１３５，１３６とが接触して電流が流れる。また、Ｘ方向負の向きに加速度を受けたときは梁１１３が撓み、質量体１１１と接点１３７，１３８とが接触して電流が流れる。
【００２４】
Ｚ方向正の向きに加速度を受けたときは梁１１２，１１３が撓み、質量体１１１の接点１３９〜１４２と固定導体１１８（の第１基板１０２）とが接触して電流が流れる。また、Ｚ方向負の向きに加速度を受けたときは梁１１２が撓み、質量体１１１の接点１４３〜１４６と固定導体１１８（の接点導体１２５）とが接触して電流が流れる。
【００２５】
このような構成の加速度スイッチ１０１においては、梁１１２及び１１３からなる梁は、前述のとおりその軸方向が同一平面状で曲線をなしているため、加速度スイッチ１０１に加わる加速度を感度よく検出することができる。
【００２６】
次に、加速度スイッチ１０１にＸ軸回りの角加速度が加わると、梁１１２と梁１１３とが同時に撓み、その回転の向きにより、まず接点１３９，１４０が固定導体１１８（の第１基板１０２）と同時に接触し、さらに加速度が増加すると接点１４１，１４２も固定導体１１８（の第１基板１０２）と同時に接触するか、あるいは、まず接点１４３，１４４が固定導体１１８（の接点導体１２５）と同時に接触し、さらに加速度が増加すると接点１４５，１４６も固定導体１１８（の接点導体１２５）と同時に接触する。
【００２７】
このように、Ｚ軸方向の正の向き若しくは負の向き（又はＹ軸方向の正の向き若しくは負の向き）の加速度を検出するための接点がＸ軸を挟んだ両側に配置されていれば、Ｘ軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。
【００２８】
同様に、加速度スイッチ１０１にＹ軸回りの角加速度が加わると、梁１１２と梁１１３とが同時に撓み、その回転の向きにより、まず接点１３９，１４１が固定導体１１８（の第１基板１０２）と同時に接触し、さらに加速度が増加すると接点１４０，１４２も固定導体１１８（の第１基板１０２）と同時に接触するか、あるいは、まず接点１４３，１４４が固定導体１１８（の接点導体１２５）と同時に接触し、さらに加速度が増加すると接点１４５，１４６も固定導体１１８（の接点導体１２５）と同時に接触する。
【００２９】
このように、Ｚ軸方向の正の向き若しくは負の向き（又はＸ軸方向の正の向き若しくは負の向き）の加速度を検出するための接点がＹ軸を挟んだ両側に配置されていれば、Ｙ軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。
【００３０】
同様に、加速度スイッチ１０１にＺ軸回りの角加速度が加わると、梁１１２と梁１１３とが同時に撓み、その回転の向きにより、接点１３１，１３３が移動導体１１９（の質量体１１１）と同時に接触するか、あるいは、接点１３２，１３４が移動導体１１９（の質量体１１１）と同時に接触する。
【００３１】
このように、Ｘ軸方向の正の向き若しくは負の向き（又はＹ軸方向の正の向き若しくは負の向き）の加速度を検出するための接点がＺ軸を挟んだ両側に配置されていれば、Ｚ軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。
【００３２】
次に、加速度スイッチ１０１の具体的な使用例について説明する。
【００３３】
図４は、加速度スイッチ１０１を用いた電子装置２０１の構成例の回路図である。この電子装置２０１は、例えば携帯可能な小型のカードであり、内部には、ＩＣ（Integrated Circuit）回路２０２、電源となる電池２０３、加速度スイッチ１０１が設けられている。ＩＣ回路２０２は、例えば、アクティブタイプのＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）素子であり、電池２０３からの電力の供給を受けたときに駆動する。そして、加速度スイッチ１０１は電池２０３からの電力の供給をオン、オフするスイッチとして機能する。
【００３４】
この場合、加速度スイッチ１０１の前述の複数の接点１４３〜１４６は、並列接続されたスイッチとして機能し、電子装置２０１が任意の方向の加速度を受けると接点１４３〜１４６の少なくともいずれかひとつが閉じて、ＩＣ回路２０２に電力が供給される。
【００３５】
したがって、電子装置２０１に加速度スイッチ１０１を用いることにより、電子装置２０１がいかなる方向の加速度を受けても、加速度スイッチ１０１はこれを感知し、ＩＣ回路２０２には電池２０３から電力が供給される。
【００３６】
電子装置２０１が携帯可能な小型のカードである場合、ユーザがカードである電子装置２０１を手に持って操作しているときなどには、揺れにより加速度スイッチ１０１は任意の方向の加速度を受けるので、ＩＣ回路２０２が駆動する。よって、カードである電子装置２０１をユーザが手に持って操作しているときには、常にＩＣ回路２０２を自動的に駆動させることができる。
【００３７】
これに対し、従来の加速度スイッチは一方向の加速度のみしか検出することができないので、カードである電子装置２０１に搭載した場合に、揺れの方向によっては加速度を検出できず、ユーザが手に持って操作してもＩＣ回路２０２を自動的に駆動させることができない場合がある。
【００３８】
また、加速度スイッチ１０１は、従来の加速度センサのように駆動のために待機電力は必要ないので、大幅な節電を図ることができる。特に、前述のように電子装置２０１が携帯可能な小型のカードである場合、電池２０３も極めて小型のものにならざるを得ず、電子装置２０１を無充電のまま長期使用しようとすれば、加速度センサではなく加速度スイッチ１０１を用いる意義は大きいといえる。
【００３９】
さらに、加速度スイッチ１０１は、単一の質量体１１１のみで全方向の加速度を検知することができるので、装置を小型化することができる。
【００４０】
次に、別実施形態の加速度スイッチの構成と動作について説明する。
【００４１】
図５は本実施形態の加速度スイッチ１０１の構成を説明する上面側から見た斜視図であり、図６は底面側から見た斜視図であり、図７は図１のVII−VII切断断面図である。
【００４２】
図５〜図７に示すように、加速度スイッチ３０１は、上から第１基板３０２、第２基板３０３、第３基板３０４が積層されて構成される（ただし、図５において第１基板３０２、図６において第３基板３０４の図示は省略している）。第１基板３０２、第３基板３０４は絶縁性材料で形成され、第２基板３０３は導電性材料で形成されている。
【００４３】
第２基板３０３には板厚方向を貫通して形成された一連の溝３１５が形成されている。これにより、第２基板３０３の中央部分には、質量体３１１と、質量体３１１に一端が連結された梁３１２と、梁３１２の他端に軸中央部分が連結された梁３１３とで構成される一連の中央構造体３１６が、両持ち梁である梁３１３により、第２基板３０３の外枠３５１に支持されている。これらの構造体と、後述のパッド３２３と、スルーホール３２１とをあわせて移動導体３１９と呼ぶことにする。また、質量体３１１並びに梁３１２及び３１３と、外枠３５１との間には、溝３１５で互いに分断され、また、移動導体３１９とも溝３１５で分断されている複数個、この例で１４個の独立柱３６１〜３７４が設けられている。この独立柱３６１〜３７４と、後述のパッド３２４と、スルーホール３８１〜３９４と、電極４２１〜４２８とを固定導体３１８と呼ぶことにする。
【００４４】
梁３１２及び３１３は、可撓性を有していて、加速度スイッチ３０１がある程度以上の加速度を受けたときは、固定導体３１８に対して質量体３１１が変位する。今、空間上に互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を想定する。この例では、図５〜図７に示すように、Ｘ軸は加速度スイッチ３０１の短手方向、Ｙ軸は加速度スイッチ３０１の長手方向、Ｚ軸は板厚方向である。そして、たとえば、梁３１２の長さ方向はＹ軸方向、梁３１３の長さ方向はＸ軸方向で、互いに直交している。そのため、梁３１２はＸ軸方向及びＺ軸方向に撓むことができ、梁３１３はＹ軸方向及びＺ軸方向に撓むことができる。これにより、加速度を受けたときには、梁３１２及び３１３は質量体３１１にかかる慣性力により撓み、全方向に変位自在である。また、梁３１２及び３１３からなる梁は、質量体３１１にかかる慣性力により撓んでいないときは、その軸方向が同一平面状で曲線をなしている。具体的には、本例では、梁３１３は両持ち梁構造であるが、梁３１２を支持する梁３１３の一方と梁３１２とからなる梁の軸方向はＸＹ平面状で直角をなしている。
【００４５】
第３基板３０４にはスルーホール３２１が設けられていて、スルーホール３２１の先端部分は外枠３５１に接続されている。よって、ハンダ付けパッド、ワイヤーボンディングパッドなどであるパッド３２３を介して、質量体３１１に通電することができる。
【００４６】
各独立柱３６１〜３７４にも、それぞれスルーホール３８１〜３９４が設けられていて、各独立柱３６１〜３７４には、ハンダ付けパッド、ワイヤーボンディングパッドなどであるパッド３２４を介して、個別に通電することができる。
【００４７】
質量体３１１の固定導体３１８又は第１基板３０２若しくは第３基板３０４と対峙する表面には、突起４０１〜４１４が形成されている（ただし、接点４０１だけは梁３１３に対峙している）。この例では、独立柱３６２，３６４，３６７，３６９，３７１，３７４の質量体３１１側の面にはそれぞれ突起４０１〜４０６が設けられ、質量体３１１の第１基板３０２側の面の４隅にはそれぞれ突起４０７〜４１０が設けられ、質量体３１１の第３基板３０４側の面の４隅にはそれぞれ突起４１１〜４１４が設けられている。
【００４８】
また、突起４０７〜４１０とそれぞれ対峙している第１基板３０２側の面上には互いに間隔をあけて配置された電極４２１〜４２４が設けられ、突起４１１〜４１４とそれぞれ対峙している第３基板３０３側の面上には互いに間隔をあけて配置された電極４２５〜４２８が設けられている（電極４２３，４２４，４２７，４２８については図示を省略している）。各電極４２１〜４２４は独立柱３６１，３６３，３６８，３７０のいずれかひとつとのみ電気的に接続され、各電極４２５〜４２８は独立柱３６５，３６６，３７２，３７３のいずれかひとつとのみ電気的に接続されている。
【００４９】
加速度スイッチ３０１が加速度を受けて質量体３１１（さらには梁３１３）が任意の方向に変位すると、質量体３１１（又は梁３１３）のいずれかの位置と固定導体３１８のいずれかの位置とが接触する。この質量体３１１（又は梁３１３）と、この質量体３１１の周囲に配置された構造体となる固定導体３１８との接触位置とは、一対の導電性の接点となる。この接触位置は質量体３１１（又は梁３１３）の変位により複数個所存在するので、一対の接点も複数組設けられていることになる。その一対の接点の質量体３１１側又は固定導体３１８側の位置には前述の突起４０１〜４１４が設けられている。以下では、この突起４０１〜４１４と同一符号を用いて、前述の複数組の接点を接点４０１〜４１４と呼ぶ。
【００５０】
このように、いずれかの接点４０１〜４１４を介して固定導体３１８と移動導体３１９とが接触するので、ハンダ付けパッド、ワイヤーボンディングパッドなどであるパッド３２３、パッド３２４にそれぞれ電源のプラス側端子、マイナス側端子を接続すれば、いずれかの接点４０１〜４１４を介して固定導体３１８と移動導体３１９とが接触したときにのみ電流が流れ、加速度スイッチ３０１は加速度を検知したときのみ閉じて電流を流すスイッチとして機能する。
【００５１】
加速度スイッチ１０１においては、梁３１２及び３１３からなる梁は、前述のとおりその軸方向が同一平面状で曲線をなしているため、加速度スイッチ３０１に加わる加速度を感度よく検出することができる。
【００５２】
このような加速度スイッチ３０１が前述の加速度スイッチ１０１と相違するのは、加速度スイッチ３０１が前述のような構成であるため、各接点４０１〜４１４間は絶縁されおり、どの接点４０１〜４１４が閉じているか（どのスルーホール３８１〜３９４からパッド３２４を介して信号が取り出せたのか）により、加速度スイッチ３０１が検知した加速度がＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のうちのいずれの方向でいずれの向きであるか、あるいは、Ｘ軸回りの方向、Ｙ軸回りの方向、Ｚ軸回りの方向のうちのいずれの方向でいずれの向きであるかまで、判断できる点である。
【００５３】
具体的には、接点４０５，４０８が閉じたときはＸ軸方向正の向きの加速度と判断でき、接点４０２，４０３が閉じたときはＸ軸方向負の向きの加速度と判断できる。
【００５４】
また、接点４０１が閉じたときはＹ軸方向正の向きの加速度と判断でき、接点４０４が閉じたときはＹ軸方向負の向きの加速度と判断できる。
【００５５】
接点４０７〜４１０が閉じたときはＺ軸方向正の向きの加速度と判断でき、接点４１１〜４１４が閉じたときはＺ軸方向負の向きの加速度と判断できる。
【００５６】
さらに、接点４０８，４０９，４１１，４１４が閉じたときはＸ軸回りの正の向きの角加速度と判断でき、接点４０７，４１０，４１２，４１３が閉じたときはＸ軸回りの負の向きの角加速度と判断できる。
【００５７】
このように、Ｚ軸方向の正の向き若しくは負の向き（又はＹ軸方向の正の向き若しくは負の向き）の加速度を検出するための接点がＸ軸を挟んだ両側に配置されていれば、Ｘ軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。
【００５８】
接点４０９，４１０，４１３，４１４が閉じたときはＹ軸回りの正の向きの角加速度と判断でき、接点４０７，４０８，４１１，４１２が閉じたときはＹ軸回りの負の向きの角加速度と判断できる。
【００５９】
このように、Ｚ軸方向の正の向き若しくは負の向き（又はＸ軸方向の正の向き若しくは負の向き）の加速度を検出するための接点がＹ軸を挟んだ両側に配置されていれば、Ｙ軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。
【００６０】
接点４０３，４０８が閉じたときはＺ軸回りの正の向きの角加速度と判断でき、接点４０２，４０７が閉じたときはＺ軸回りの負の向きの角加速度と判断できる。
【００６１】
このように、Ｘ軸方向の正の向き若しくは負の向き（又はＹ軸方向の正の向き若しくは負の向き）の加速度を検出するための接点がＺ軸を挟んだ両側に配置されていれば、Ｚ軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。
【００６２】
次に、加速度スイッチ３０１の具体的な使用例について説明する。
【００６３】
図８は、加速度スイッチ３０１を用いた電子装置５０１の構成例の回路図である。この電子装置５０１は、本例では、小型のロボットアーム装置であり、内部には、ロボットアーム５０２と、ロボットアーム５０２と連結されロボットアーム５０２を駆動するサーボモータ５０３と、マイクロコンピュータを内蔵しサーボモータ５０３を制御するコントローラ５０４と、電源となる電池５０５と、ロボットアーム５０２に取り付けられた加速度スイッチ３０１とが設けられている。
【００６４】
サーボモータ５０３、コントローラ５０４は、電池５０５を電源として動作し、コントローラ５０４は、ロボットアーム５０２の加速度の方向、向きを加速度スイッチ３０１の入力信号から判断し、サーボモータ５０３をフィードバック制御あるいはフィードフォワード制御する。
【００６５】
すなわち、図９に示すように、加速度スイッチ３０１の各接点４０１〜４１４からの信号はそれぞれ独立にコントローラ５０４に入力するので、接点４０１〜４１４のうちのいずれから信号が入力するか、その組み合わせにより、コントローラ５０４はロボットアーム５０２の加速度の方向、向きを判断することができる。
【００６６】
これに対し、従来の加速度スイッチは一方向の加速度のみしか検出することができないので、ロボットアーム装置である電子装置５０１に搭載した場合に、加速度の方向、向きを的確に検出してサーボモータ５０３を制御することができない。
【００６７】
また、加速度スイッチ３０１は、従来の加速度センサのように駆動のために待機電力は必要ないので、大幅な節電を図ることができる。特に、前述のように電子装置５０１が小型のロボットアーム装置である場合、電池５０５も極めて小型のものにならざるを得ず、電子装置２０１を無充電のまま長期使用しようとすれば、加速度センサではなく加速度スイッチ３０１を用いる意義は大きいといえる。
【００６８】
さらに、加速度スイッチ３０１は、単一の質量体３１１のみで全方向の加速度を検知することができるので、装置を小型化することができる。
【００６９】
なお、加速度スイッチ１０１は梁１１２，１１３によるＬ字型の片持ち梁構造であり、加速度スイッチ３０１は梁３１２，３１３によるＴ字型の両持ち梁構造であるが、加速度スイッチ１０１において両持ち梁構造としてもよいし、加速度スイッチ３０１において片持ち梁構造としてもよい。
【００７０】
また、片持ち梁構造を採用した場合には、両持ち梁構造を採用した場合に比べ、（加速度スイッチ１０１の例で言うところの）Ｙ方向の曲げ剛性を司る梁１１３と等価の働きをする（加速度スイッチ３０１の例で言うところの）梁３１３の剛性が大きくなって感度が低下するようなことがないので、加速度スイッチ１０１，３０１の感度を高めることができる。
【００７１】
一方、両持ち梁構造は、（加速度スイッチ３０１の例で言うところの）両持ち梁３１３自体はＸ軸方向の剛性が大きく、ほとんどＸ方向への感度を持たない。従って、両持ち梁構造を採用した場合には、選択性が高い利点がある。
【００７２】
すなわち、図１に示すようなＬ字型の梁は、純粋なＹ方向への加速度を受けた時に、Ｙ方向への変位のみならずＸ方向へも撓んでしまう。これは片持ち梁、即ち、梁が非対称構造であるため、Ｘ方向の梁の回転方向の応力成分で回転方向へも変位するからである。従って、純粋なＹ方向への加速度であるが、片持ち梁構造の加速度スイッチ１０１は、Ｘ方向加速度成分も検知してしまう。
【００７３】
これに対して、図５に示すようなＴ字型の梁は、純粋なＹ方向への加速度を受けた時に、Ｙ方向のみしか変位しない。これは両持ち梁であるため、Ｘ方向の梁３１３の回転方向の応力成分がＹ方向の梁３１２を中心に両側に存在するために、打ち消しあうためである。
【００７４】
次に、別実施形態の加速度スイッチの構成と動作について説明する。
【００７５】
図３５は、本実施形態の加速度スイッチの縦断面図であり、図３６は、同加速度スイッチの第２基板の平面図である。図３６のＡ−Ａ´線は、図３５の切断位置を示している。なお、図３５は、加速度スイッチの断面構造を概念的に示しており、図３６の各部のサイズとは一致していない。
【００７６】
図３５に示すように、この加速度スイッチ１００１は、上から順に、ガラスなどの絶縁体からなる第１基板１００２、Ｓｉなどの導電性材料からなる第２基板１００３、ガラスなどの絶縁体からなる第３基板１００４と、を積層して構成されている。
【００７７】
図３６に示すように、第２基板１００３は、Ｓｉなどの導電性材料をエッチングして形成された、支持体１０１１、２本の梁１０１２及び１０１３、質量体１０１４、対向電極１０１６などから構成される。梁１０１２，１０１３、質量体１０１４、固定導体１０１５、対向電極１０１６は、支持体１０１１の中央の空洞部分に収納されている。
【００７８】
梁１０１２，１０１３は、その各基端が支持体１０２１の空洞部分の内周面１０２２に固定され、その各尾端は質量体１０１４に固定されていて、質量体１０１４はその両側を梁１０１２，１０１３により支持されている。梁１０１２，１０１３は、撓んでいない状態では、いずれも軸方向が同一平面（図３６の面）方向に曲線をなしている。具体的には、梁１０１２，１０１３は、その軸方向が質量体１０１４をほぼ一周する円弧形状である。
【００７９】
質量体１０１４はドーナツ形状であり、その中心部に設けられた円筒形の空洞内には円筒状の対向電極１０１６が質量体１０１４の内周面１０３２とわずかな間隔を空けて対向配置されている。
【００８０】
図３５に示すように、第１基板１００２及び第３基板１００４と、質量体１０１４との間にはわずかな隙間が設けられている。そして、第１基板１００２、第３基板１００４の内面の質量体１０１４との対向位置で対向電極１０１６の近傍には、薄膜状のメタル１０４１，１０４２が形成されている。このメタル１０４１，１０４２は対向電極１０１６と電気的に接続されている。
【００８１】
対向電極１０１６は取り出し電極１０５１と電気的に接続され、第２基板１００３は取り出し電極１０５２と電気的に接続されている。支持体１０１１、梁１０１２，１０１３、質量体１０１４、メタル１０４１，１０４２、及び取り出し電極１０５２は、移動導体１０６１を構成し、対向電極１０１６及び取り出し電極１０５１は、固定導体１０６２を構成する。
【００８２】
このような構成の加速度スイッチ１００１において、加速度が加わると、梁１０１２，１０１３が撓んで質量体１０１４は慣性力により移動し、Ｘ方向、Ｙ方向に移動するときは対向電極１０１６に接触し、Ｚ方向に移動するときはメタル１０４１，１０４２に接触する。これにより、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の３軸方向の何れの方向の加速度が加わっても移動導体１０６１と固定導体１０６２とが接触して（この接触位置が接点となる）電気的に接続するので、加速度スイッチ１００１により３軸方向の加速度を検出することができる。
【００８３】
梁１０１２，１０１３は、いずれもほぼ円周を一周する円弧形状をなしているので、Ｘ方向、Ｙ方向の加速度を感度よく検出することができる。
【００８４】
［加速度スイッチの材料及び製造方法］
以下では、前述の加速度スイッチ１０１，３０１を製造する際に好適な材料及び製造方法について説明する。
【００８５】
まず、加速度スイッチ１０１を例にして説明する。
【００８６】
第１基板１０２、第２基板１０３に好適な電気導電性材料としては、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料の表面に酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化鉛、酸化リン、酸化アルミニウム等を含む電気絶縁性材料の膜を施したもの等が使用できる。
【００８７】
また、第３基板１０４に使用するのに好適な電気絶縁性材料は、炭素、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン等の半導体、酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化鉛、酸化リン、酸化アルミニウム、酸化銀、酸化錫、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウムを含むガラスやセラミックス等や、高分子材料、ポリマー材料などである。
【００８８】
なお、第１基板１０２、第２基板１０３は電気絶縁性材料を基材として形成しても良いが、その表面に電気導電性材料の膜を形成する必要があるため、製造コストの点では好ましくはない。
【００８９】
質量体１１１の突起１３１〜１３８は、梁１１２，１１３を第２基板１０３に形成する際に同時に形成することができる。この場合の形成方法の例としては、次の工程（１）〜工程（４）を順次実施することが考えられる。
【００９０】
（１）  第２基板１０３を単体で、Ｙ方向の梁１１２とＸ方向の梁１１３の厚さまで下面（第３基板１０４側）からエッチング等で掘り込む。
【００９１】
（２）  同時に質量体１１１の側面にある８つの突起１３１〜１３８の下側も梁１１２，１１３の厚さまで掘り込む。
【００９２】
（３）  この下面より予め溝１１５が加工された第２基板１０３を、第１基板１６と接合する。
【００９３】
（４）  その後、第２基板１０３の中で貫通させたい部分のみ上面からエッチング等で掘り込んで貫通させる。
【００９４】
以上の方法を用いると、第２基板１０３に対して第２基板１０３の厚さの構造物と梁１１２，１１３の厚さの構造物の２種類の厚さの構造物を形成することができる。
【００９５】
このようにして製造した第２基板１０３と第１基板１０２との接合、第２基板１０３と第３基板１０４との接合に用いる接合方法は、両者の面粗さを２０Å以下にして接合する「直接接合」、接合面の材料の融点近傍まで昇温し押し付ける「拡散接合」、接合面に母材の融点よりも低い融点を持つ材料を形成し、加熱により接合面の材料を融解して接合する「ろう付け」等を用いることができる。
【００９６】
パッド３２３，３２４の材料としては、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等が使用できる。
【００９７】
パッド３２３，３２４の膜の形成方法は、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、スピンコート、ペースト印刷、メッキ等を用いることができる。
【００９８】
スルーホール１２１，１２２は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等を使用できる。このスルーホール１２１，１２２の形成方法は、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、スピンコート、ペースト印刷、メッキ等を用いることができる。
【００９９】
スルーホール１２１，１２２を形成した第３基板１０４は、電気絶縁性を持つ材料を用いると製作が容易である。しかし、電気導電性材料を基材としても製造可能であり、その方法は、電気的な絶縁が必要な部位、例えば第２基板図６の第１基板１０２と第２基板１０３の接合部分やスルーホール１２１，１２２の下地に電気絶縁用の絶縁膜を形成することである。
【０１００】
質量体１１１の表面に突起１３９〜１４６を形成するには、質量体１１１にシリコンを用いる場合であれば、ＫＯＨやTetramethyl-Ammonium-Hydroxideを用いた異方性ウエットエッチングなどを用いることができる。この形成方法以外には、ドライエッチングを用いることもでき、他の材料でも突起が形成できる利点を持つ。
【０１０１】
これらのエッチング方法に対して、成膜した膜の厚みを利用した突起形成方法も適用できる。この突起膜には、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等が使用できる。さらに、この突起は、質量体１１１でなく、対向する固定導体１１８の表面に形成しても同じ効果が得られる。
【０１０２】
加速度スイッチ３０１を製造するに際しても、加速度スイッチ１０１の場合に準じて前述の材料を用い、前述の製造技術を用いて製造することができる。
【０１０３】
以下では、加速度スイッチ１０１，３０１の製造に使用して好適な製造技術のいくつかについて説明する。
【０１０４】
まず、スルーホール１２１，１２２，３８１〜３９４を形成するために用いて好適な「埋め込み電極技術」について説明する。
【０１０５】
この「埋め込み電極技術」は、次の工程（１）〜工程（８）を順次実施することにより行われる。
【０１０６】
（１）まず、図１０に示すように、電気絶縁性の基板６０１（第３基板１０４，３０４に相当）に板厚方向に貫通した穴６０２を開ける。もしくは電気導電性を持つ基板６０１に穴６０２を開け、その基板６０１の表面に電気絶縁性を持つ膜を形成して、表面は電気絶縁性を持つ基板としてもよい。
【０１０７】
（２）次に、図１１に示すように、穴６０２の一方の口をふさぐように、板６０３（又はテープなど）を基板６０１に張る。
【０１０８】
（３）図１２に示すように、これをルツボ６０４内で高温で溶解しているスルーホールの材料６０５に浸漬する。この浸漬する際に周囲の空気圧が大気圧の場合には、穴６０２の中は大気圧のため、埋め込む目的の材料６０５は穴６０２の中に充填されず、空気が残る。
【０１０９】
（４）図１３に示すように、ルツボ６０４の周囲の圧力を減圧する。これにより、穴６０２内の空気は膨張して除去しうる気泡６０６となり、気泡６０６は浮力により材料６０５の液面に向かって移動する。
【０１１０】
（５）図１４に示すように、ルツボ６０４の周囲の空気圧を大気圧に戻す。これにより、材料６０５が穴６０２内に流入し、穴６０２内に材料６０５が充填された状態となる。
【０１１１】
（６）図１５に示すように、ルツボ６０４の周囲の空気圧を大気圧のままとし、かつ、ルツボ６０４内を所定温度で加熱したまま斜め上方に基板６０１と板６０３との接合物を引き上げると、基板６０１の板６０３側の表面は板６０３で覆われ、また、基板６０１の表面は電気絶縁性であるため、材料６０５により濡れにくい。そして、周囲を所定温度で加熱した状態を保ち、材料６０５が液体等であれば、余分な材料６０５は大部分が基板６０１から落下してしまう。よって、余分な材料６０５は基板６０１に付着しにくい。
【０１１２】
（７）図１６に示すように、ルツボ６０４から引き上げ後の基板６０１と板６０３との接合物を冷却する。
【０１１３】
（８）図１７に示すように、基板６０１の一方の面に平坦面を形成するためと前述のような材料６０５の真空充填を行うために用いた穴６０２の一方の口を閉じるための板２０２を剥離し、基板６０１の穴６０２に対する材料６０５の充填が完了する。
【０１１４】
このように、材料６０５が充填された基板６０１は、材料６０５でスルーホール１２１，１２２，３８１〜３９４が形成された第３基板１０４，３０４として用いることができる。
【０１１５】
ここで、工程（３）においてルツボ６０４内で溶解した材料６０５に基板６０１と板６０３との接合物を浸漬し、工程（４）で周囲の空気圧が減圧状態にする場合を考える。工程（３）において穴６０２の中は減圧されるが、表面に電気絶縁性を持つ基板６０１であるため、埋め込む目的の材料２０３と濡れず（電気絶縁性材料は、一般的に金属の酸化物、窒化物、炭化物が用いられ、これらはガラスやセラミックス材料と呼ばれ、さらに特殊な場合として炭化水素、即ち金属水素の炭化物が用いられ、これらは有機材料と呼ばれる。これらの材料は、溶融金属である材料６０５と化合物反応を起こしにくいため濡れ難い。）、材料６０５は穴６０２に充填されず空気６０７が残る。この様子は、図１２に図示した空気６０７の様なメニスカス（表面張力により形成された形状）を呈する。
【０１１６】
しかし、浸漬が完了した状態で周囲の空気圧を大気圧に戻すと、減圧状態の圧力と大気圧との比に比例して空気６０７の体積が収縮して工程（５）に示す状態とでき、その後は同様な工程で作成できる。
【０１１７】
材料６０５の候補材料としては、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等が適している。
【０１１８】
電気絶縁性を持つ基板６０１に穴を開ける工法としては、ドリルや研削等の機械加工、超音波加工、放電加工、大気圧プラズマ加工、ブラスト加工、レーザー加工、電子ビーム加工、ウエットエッチング、イオンミリングやＲＩＥ等のドライエッチング等を用いることができる。
【０１１９】
穴６０２の片方の入り口を閉じる板６０３の候補材料としては、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化錫、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化リン、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の酸化物や窒化物単体及び前記材料を含む化合物等が使用できる。
【０１２０】
電気絶縁性を持つ基板６０１と穴６０２の片方の入り口を閉じる板６０３を張り合わせる方法としては、下記の３通りが好適である。
【０１２１】
（１）  耐熱性のある両面テープを用いる方法
（２）  鏡面同士の直接接合
（３）  治具を用いた機械締結
電気絶縁性を持つ基板６０１の候補材料としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化錫、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化リン、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の酸化物や窒化物単体及び前記材料を含む化合物か、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料の表面に前記酸化物や窒化物の膜を形成した基板等が使用できる。
【０１２２】
次に、第２基板１０３（３０３）と第３基板１０４（３０４）、第２基板１０３（３０３）と第１基板１０２（３０２）を電気的に接続するのに好適な「層間接続技術」について説明する。
【０１２３】
この「層間接続技術」は、次の工程（１）〜工程（５）を順次実施することにより行われる。
【０１２４】
（１）図１８に示すように、第２基板１０３（３０３）に相当する電気伝導性を持つ基板７０１の表面に良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜７０２と７０３を形成する。さらに、第３基板１０４（３０４）に相当する基板７１１の表面にも良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜７１２を形成する。ここで、基板７１１は電気絶縁性（あるいは、内部は電気伝導性でも表面部分などは電気絶縁性）である必要がある。
【０１２５】
基板７０１に用いるのに好適な材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等である。
【０１２６】
基板７１１は、電気絶縁性及び電気伝導性の何れでも可能なため、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等以外にも酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化錫、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化リン、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の酸化物や窒化物単体及び前記材料を含む化合物等も使用できる。
【０１２７】
接合用膜７０１、７０２、７１２の材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等が好適である。
【０１２８】
（２）次に、図１９に示すように、基板７０１の表面に形成された接合用膜７０３と基板７１１の表面に形成された接合用膜７１２とを接合する。接合方法は、接合用膜７０３か接合用膜７１２の何れかが絶対温度換算での融点の５０％〜１００％の温度で接合する拡散接合か、融点以上にして接合用膜７０３か接合用膜７１２の何れかを融解させて接合するろう付け（又はハンダ付け）を用いることができる。なお、符号７２１は接合用膜７０３と接合用膜７１２との接合後の一体化された膜である。
【０１２９】
（３）図２０に示すように、基板７０１の不要部分（符号７２２の部分）をエッチングなどにより取り除く。この時に使用する工法は、ウエットエッチングやドライエッチングなどがあり、特殊な方法としてサンドブラストにて大方を除去し残りをウエットエッチングやドライエッチングで除去する高速加工方法、レーザー光にて表面の結晶状態に損傷やストレスを加え、ウエットエッチングやドライエッチングの速度を上げる工法なども用いることができる。
【０１３０】
（４）図２１に示すように、基板７３１の表面に接合用膜７３２を形成する。この基板７３１に用いるのに好適な材料は、基板７０１，７１１と同様であり、接合用膜７３２に好適な材料も接合用膜７０２，７０３，７１２と同様である。
【０１３１】
（５）図２２に示すように、接合用膜７３２と接合用膜７０２を工程（２）と同様の方法で接合する。この図２２に示す構造を形成することにより、接合用膜７３２と接合用膜７２１とを電気伝導性を有する基板７０１を介して電気的に接続することができる。
【０１３２】
次に、基板の表面と裏面とを電気的に接続できるようにするための「裏面電極取り出し技術」について説明する。
【０１３３】
この「裏面電極取り出し技術」は、次の工程（１）〜工程（５）を順次実施することにより行われる。
【０１３４】
（１）図２３に示すように、まず、第２基板１０３（３０３）に相当する基板８０１の表面に良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜８０２を形成する。さらに、第３基板１０４（３０４）に相当する基板８１１の表面にも良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜８１２を形成する。ここで、基板８１１は電気伝導性である必要がり、また、基板８０１は少なくとも表面部分などは電気絶縁性である必要がある。
【０１３５】
従って、基板８０１と基板８１１は、電気絶縁性の材料であるか、電気伝導性の材料であるかにより、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等以外にも酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化錫、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化リン、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の酸化物や窒化物単体及び前記材料を含む化合物等の中から適宜選択して使用することが望ましい。
【０１３６】
接合用膜８０２と接合用膜８１２に使用するのに好適な材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等である。
【０１３７】
（２）図２４に示すように、接合用膜８０１と接合用膜８１２とを接合して、膜８２１とする。この場合の接合方法は、接合用膜８０１か接合用膜８１２の何れかが絶対温度換算での融点の５０％〜１００％の温度で接合する拡散接合か、その材料の融点以上にして接合用膜８０２か接合用膜８１２の何れかを融解させたろう付け（又はハンダ付け）などを用いることができる。
【０１３８】
（３）図２５に示すように、基板８０１の不要部分（符号８２２の部分）をエッチングなどにより取り除く。この時に使用する工法は、ウエットエッチングやドライエッチングなどがあり、特殊な方法としてサンドブラストにて大方を除去し残りをウエットエッチングやドライエッチングで除去する高速加工方法、レーザー光にて表面の結晶状態に損傷やストレスを加え、ウエットエッチングやドライエッチングの速度を上げる工法なども用いることができる。
【０１３９】
（４）図２６に示すように、基板８１１から基板８０１に達する貫通穴８３１を開ける。この時に使用する工法としては、切削や研削等の機械加工、超音波加工、サンドブラスト加工、大気圧プラズマ加工、レーザー加工、電子ビーム加工等が挙げられる。
【０１４０】
（５）図２７に示すように、貫通穴８３１に電気導電性材料８３２を充填する。この充填材料８３２として使用するのに好適な材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料や、これらの粉体を樹脂等の有機化合物の結合材料で硬化させた導電性ペースト（導電性接着剤）等が挙げられる。この充填には、ペースト印刷、真空印刷、メッキ、ＣＶＤ、スパッタリング、真空蒸着等の方法が使用できる。特に前述の「埋め込み電極技術」を用いれば、低製造コストで簡易な手段により充填を行うことができる。
【０１４１】
このような「裏面電極取り出し技術」を用いれば、第２基板３０３内の孤立した独立柱３６１〜３７４などにも容易に電気的接続を行うことができる。
【０１４２】
次に、前述の「層間接続技術」と「裏面電極取り出し技術」とのを組み合わせ技術について説明する。このような組み合わせ技術である「層間裏面電極取り出し技術」を用いると、多層に張り合わせた基板間で自由に電気的な接続を行うことができる。
【０１４３】
この「層間裏面電極取り出し技術」は、次の工程（１）〜工程（７）を順次実施することにより行われる。
【０１４４】
（１）まず、図２８に示すように、第２基板１０３（３０３）に相当する電気伝導性を持つ基板９０１の表面に良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜９０２と接合用膜９０３とを形成する。さらに、第３基板１０４（３０４）に相当する基板９１１の表面にも良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜９１２を形成する。ここで、基板９１１は少なくとも表面部分などは電気絶縁性である必要がある。
【０１４５】
基板９０１に好適な材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等である。
【０１４６】
基板９１１は、電気絶縁性の材料であるか、電気伝導性の材料であるかにより、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等以外にも酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化錫、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化リン、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の酸化物や窒化物単体及び前記材料を含む化合物等の中から適宜選択して使用することが望ましい。
【０１４７】
接合用膜９０２，９０３，９１２の材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等が好適である。
【０１４８】
（２）次に、図２９に示すように、接合用膜９０３と接合用膜９１２とを接合して膜９２１とする。接合方法は、接合用膜９０３か接合用膜９１２の何れかが絶対温度換算での融点の５０％〜１００％の温度で接合する拡散接合か、接合用膜９０３か接合用膜９１２の何れかをその融点以上に加熱して融解させるろう付け（又はハンダ付け）を用いることができる。
【０１４９】
（３）図３０に示すように、基板９０１の不要部分（符号９２２の部分）をエッチングなどにより取り除く。この時に使用する工法は、ウエットエッチングやドライエッチングなどがあり、特殊な方法としてサンドブラストにて大方を除去し残りをウエットエッチングやドライエッチングで除去する高速加工方法、レーザー光にて表面の結晶状態に損傷やストレスを加え、ウエットエッチングやドライエッチングの速度を上げる工法なども用いることができる。
【０１５０】
（４）図３１に示すように、基板９３１の表面に接合用膜９３２を形成する。この基板９３１に用いるのに好適な材料は、基板９０１，９１１と同様であり、接合用膜９３２に好適な材料も接合用膜９０２，９０３，９１２と同様である。
【０１５１】
（５）図３２に示すように、接合用膜９３２と接合用膜９０２を工程（２）と同様の方法で接合する。この図３２に示す構造を形成することにより、接合用膜９３２と接合用膜９２１とを電気伝導性を有する基板９０１を介して電気的に接続することができる。
【０１５２】
（６）図３３に示すように、基板９１１から基板９０１に達する貫通穴９３１を開ける。この時に使用する工法としては、切削や研削等の機械加工、超音波加工、サンドブラスト加工、大気圧プラズマ加工、レーザー加工、電子ビーム加工等が挙げられる。
【０１５３】
（７）図３４に示すように、貫通穴９３１に電気導電性材料９３２を充填する。この充填材料９３２として使用するのに好適な材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料や、これらの粉体を樹脂等の有機化合物の結合材料で硬化させた導電性ペースト（導電性接着剤）等が挙げられる。この充填には、ペースト印刷、真空印刷、メッキ、ＣＶＤ、スパッタリング、真空蒸着等の方法が使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明の一実施形態である加速度スイッチの構成を説明する上面側から見た斜視図である。
【図２】同加速度スイッチの構成を説明する下面側から見た斜視図である。
【図３】同加速度スイッチのIII−III切断断面図である。
【図４】同加速度スイッチを備えた電子装置の回路図である。
【図５】本発明の別実施形態である加速度スイッチの構成を説明する上面側から見た斜視図である。
【図６】同加速度スイッチの構成を説明する下面側から見た斜視図である。
【図７】同加速度スイッチのVII−VII切断断面図である。
【図８】同加速度スイッチを備えた電子装置の回路図である。
【図９】同電子装置の一部の回路図である。
【図１０】「埋め込み電極技術」の工程（１）の説明図である。
【図１１】「埋め込み電極技術」の工程（２）の説明図である。
【図１２】「埋め込み電極技術」の工程（３）の説明図である。
【図１３】「埋め込み電極技術」の工程（４）の説明図である。
【図１４】「埋め込み電極技術」の工程（５）の説明図である。
【図１５】「埋め込み電極技術」の工程（６）の説明図である。
【図１６】「埋め込み電極技術」の工程（７）の説明図である。
【図１７】「埋め込み電極技術」の工程（８）の説明図である。
【図１８】「層間接続技術」の工程（１）の説明図である。
【図１９】「層間接続技術」の工程（２）の説明図である。
【図２０】「層間接続技術」の工程（３）の説明図である。
【図２１】「層間接続技術」の工程（４）の説明図である。
【図２２】「層間接続技術」の工程（５）の説明図である。
【図２３】「裏面電極取り出し技術」の工程（１）の説明図である。
【図２４】「裏面電極取り出し技術」の工程（２）の説明図である。
【図２５】「裏面電極取り出し技術」の工程（３）の説明図である。
【図２６】「裏面電極取り出し技術」の工程（４）の説明図である。
【図２７】「裏面電極取り出し技術」の工程（５）の説明図である。
【図２８】「層間裏面電極取り出し技術」の工程（１）の説明図である。
【図２９】「層間裏面電極取り出し技術」の工程（２）の説明図である。
【図３０】「層間裏面電極取り出し技術」の工程（３）の説明図である。
【図３１】「層間裏面電極取り出し技術」の工程（４）の説明図である。
【図３２】「層間裏面電極取り出し技術」の工程（５）の説明図である。
【図３３】「層間裏面電極取り出し技術」の工程（６）の説明図である。
【図３４】「層間裏面電極取り出し技術」の工程（７）の説明図である。
【図３５】本発明の別実施形態である加速度スイッチの縦断面図である。
【図３６】同加速度スイッチの第２基板の平面図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１０１  加速度スイッチ
１０２  第１基板
１０３  第２基板
１０４  第３基板
１１１  質量体
１１２，１１３  梁
１２１，１２２  導電性材料
１３１〜１４６  接点
２０１  電子装置
２０２  回路
３０１  加速度スイッチ
３０２  第１基板
３０３  第２基板
３０４  第３基板
３１１  質量体
３１２，３１３  梁
３２１，３８１〜３９４  導電性材料
４０１〜４１４  接点
５０１  電子装置
５０４  回路
１００１  加速度スイッチ
１００２  第１基板
１００３  第２基板
１００４  第３基板
１０１４  質量体
１０１２，１０１３  梁
【図３５】
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【図３６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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